第五章 第1节 光的干涉-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第1节　光的干涉 核心素养要求 核心素养呈现 1.认识光的干涉现象，掌握光发生干涉的条件. 2.理解光的干涉条纹的形成原因及干涉现象的本质，认识干涉条纹的特征. 3.掌握光的双缝干涉公式，知道干涉条纹间距的影响因素. 4.了解薄膜干涉产生的原因，知道薄膜干涉在技术上的应用. 　 光的干涉及其产生条件 1．要使两列光波相遇时产生干涉现象，两列光波必须具有相同的频率和振动方向_． 2．由干涉现象得出的结论：干涉是波特有的一种现象，光确实具有波的特性． 3．光的相干条件：人们把频率相同、振动方向相同和相位差恒定这三个条件称为光的相干条件，符合这三个条件的光源称为相干光源． (1)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(×) (2)用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√) (3)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(×) 　光的双缝干涉公式 1．决定条纹明暗的条件 (1)当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现明条纹． (2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹． 2．光的双缝干涉公式 在双缝干涉实验中，相邻两条亮(或暗)纹之间的距离：Δy＝λ ，其中l表示双缝到光屏的距离_，d表示双缝间的距离_，λ表示光波的波长． 用白光做双缝干涉实验，彩纹的特点如何？ 提示：屏中央各色光都得到加强，混合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红． 　 薄膜干涉及其应用 1．薄膜干涉：由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象． 2．成因 竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄，因此在膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程不同．这两列波在一些地方叠加后相互加强_，出现亮条纹；在另一些地方，叠加后相互削弱，出现暗条纹． 3．薄膜干涉的应用 (1)劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉，可用于检查平面的平整程度； (2)在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中，在其镜头的表面镀上透明的增透膜_，用来增加透射光的能量． (1)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(×) (2)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一．(×) (3)水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象．(√) 　对光的双缝干涉的理解 [思 考 探 究] 如图为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏上观察光的干涉情况，在屏幕上观察到明暗相间的条纹． (1)做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？ 提示：必须是相干光源，且双缝间的间距必须很小． (2)在双缝干涉实验中，如果入射光用白光，在两条狭缝上，一个用红色滤光片(只允许通过红光)遮挡，一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡．试想：屏上还有干涉条纹吗？ 提示：屏上不会出现干涉条纹，因为双缝用红、绿滤光片遮挡后，透过的两束光频率不相等，就不是相干光源了，不会再发生干涉． [思 维 深 化] 1．干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得． 2．托马斯·杨的双缝干涉实验 (1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)，有光源、单缝、双缝和光屏． (2)单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏．杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光． (3)双缝屏的作用 平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光． 3．干涉图样 (1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹． (2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的． 4．杨氏实验的意义：证明了光的确是一种波． 　某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏．当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因可能是(　　 ) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2距离不相等 D．阳光不能作为光源 解析：B　由题意可知，当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，说明缝的宽度太大，否则会出现衍射条纹，若单缝S太窄，他移走B后，C上出现衍射条纹，而不是一窄亮斑，故A错误，B正确；若S到S1和S2距离不等，仍出现干涉条纹，不过中央亮条纹不在屏与虚线的交点上，故C错误；若太阳光作光源，仍会出现衍射条纹，如今在C上出现一窄亮斑，说明能否作为